JP3173927B2

JP3173927B2 - イメージ読取装置の結像装置

Info

Publication number: JP3173927B2
Application number: JP22646993A
Authority: JP
Inventors: 修一森川; 佳紀佐伯; 誠加納; 安弘松田; 信久山崎; 友宏砂崎
Original assignee: PFU Ltd
Current assignee: PFU Ltd
Priority date: 1993-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 2001-06-04
Anticipated expiration: 2016-06-04
Also published as: JPH0758909A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、原稿面上の文字や図
形情報をイメージ情報として電気信号に変換するイメー
ジ読取装置に関するもので、特に部材の熱膨張によるピ
ントずれを防止した上記装置の結像装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】イメージ読取装置は、電子計算機へのイ
メージ情報の入力装置やファクシミリ端末として用いら
れている。これらの装置は、原稿を照明するための光源
ランプを有し、また高密度に実装された電子回路を有し
ている。これらの光源ランプや電子回路は通電によって
発熱し、連続して使用したときに装置温度を上昇させ
る。

【０００３】原稿のイメージを鮮明に読み取るためには
レンズのピントを正確に合わせる必要があり、レンズと
イメージセンサとの間隔を正確に設定する必要がある。
しかしレンズには色収差があり、光源ランプの色（波
長）が変化すると焦点距離が変わり、また装置の発熱や
外気温度の変化に伴う部材の熱膨張により、設定したレ
ンズとイメージセンサとの間隔が変化する。これらの変
化はレンズのピントを狂わせ、読み取ったイメージの鮮
明度を低下させる。

【０００４】レンズのピント合わせの精度にはある程度
の許容幅が認められるので、従来は使用時における装置
の熱膨張を見込んで、装置が熱膨張しても焦点がその許
容幅内に入る位置にイメージセンサの位置を設定するこ
とにより、装置の熱膨張による読取画像の鮮明度の低下
を防止していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近時電子計算機への入
力装置としてのイメージ読取装置において、原稿に記入
した朱書や青書を消した状態で原稿を読み取りたいとい
う要求が出てきている。この要求を満たすには、原稿を
通常の白色光以外に例えば赤外光で読み取る方法があ
る。

【０００６】ところがこのような手段を採用した場合、
白色光と赤外光とはその波長が異なるため、レンズの焦
点距離も異なってしまう。この波長の相違による焦点距
離の差は、前述した焦点距離の許容幅内に収めることが
可能であるが、そうすると装置の温度上昇に対するマー
ジンがなくなってしまうという問題が発生してくる。す
なわち白色光の結像位置と赤外光の結像位置とを共にピ
ントの許容幅内に収めた場合には、装置の温度上昇によ
ってレンズとイメージセンサの間隔が変化したときに、
イメージセンサがピントの許容幅から外れてしまい、読
取画像の鮮明度を維持できなくなってしまうのである。

【０００７】この発明は、上記の問題を解決するために
なされたもので、装置の温度変化によるレンズとイメー
ジセンサとの間隔の変動を防止する技術手段を提供する
ことにより、原稿照明用の光源として波長の異なる複数
の光源を用いた場合にも、装置の温度上昇に影響されな
いで常に鮮明なイメージ情報を読み取ることができるイ
メージ読取装置を得ることを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るイ
メージ読取装置の結像装置は、イメージセンサ２とレン
ズ４とを備え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当
該レンズの焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関
係でフレーム３に装着されているイメージ読取装置の結
像装置において、イメージセンサ２の装着位置より反レ
ンズ側でフレーム３に締着した高熱膨張部材からなる介
装部材１２のレンズ側端部で、前記イメージセンサ２を
光軸方向に位置規制したことを特徴とするものである。

【０００９】請求項２の発明に係るイメージ読取装置の
結像装置は、イメージセンサ２とレンズ４とを備え、両
者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの焦点距
離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレーム３に
装着されているイメージ読取装置の結像装置において、
レンズ４の装着位置より反イメージセンサ側でフレーム
３に締着した高熱膨張部材からなる介装部材１２のイメ
ージセンサ側端部で、前記レンズ４を光軸方向に位置規
制したことを特徴とするものである。

【００１０】請求項３の発明に係るイメージ読取装置の
結像装置は、イメージセンサ２とレンズ４とを備え、両
者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの焦点距
離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレーム３に
装着されているイメージ読取装置の結像装置において、
レンズ４の装着位置より反イメージセンサ側でフレーム
３に締着した低熱膨張部材からなる介装部材１９のイメ
ージセンサ側端部で、当該イメージセンサ２を光軸方向
に位置規制したことを特徴とするものである。

【００１１】請求項４の発明に係るイメージ読取装置の
結像装置は、イメージセンサ２とレンズ４とを備え、両
者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの焦点距
離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレーム３に
装着されているイメージ読取装置の結像装置において、
イメージセンサ２の装着位置より反レンズ側でフレーム
３に締着した低熱膨張部材からなる介装部材１９のレン
ズ側端部で当該レンズ４を光軸方向に位置規制したこと
を特徴とするものである。

【００１２】請求項５の発明に係るイメージ読取装置の
結像装置は、イメージセンサ２とレンズ４とを備え、両
者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの焦点距
離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレーム３に
装着されているイメージ読取装置の結像装置において、
レンズ４をレンズフレーム３に光軸方向に移動自在に設
けるとともに、これをイメージセンサ側に付勢するバネ
１８を設け、イメージセンサ２の装着位置でレンズフレ
ーム３に締着した極低熱膨張部材からなる介装部材２０
のレンズ側端部に、前記バネ１８の付勢力によりレンズ
４を押接したことを特徴とするものである。

【００１３】請求項６の発明に係るイメージ読取装置の
結像装置は、イメージセンサ２とレンズ４とを備え、両
者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの焦点距
離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレーム３に
装着されているイメージ読取装置の結像装置において、
レンズ４とイメージセンサ２との間の位置でフレーム３
に締着した逆熱膨張部材２２のイメージセンサ側端部
で、前記イメージセンサ２が光軸方向に位置規制されて
おり、上記逆熱膨張部材２２は低熱膨張板２４と高熱膨
張板２５とを貼り合わせて低熱膨張板２４側が凸となる
ように屈曲しかつその凹凸の方向を前記光軸方向とした
バイメタル板であることを特徴とするものである。

【００１４】請求項７の発明に係るイメージ読取装置の
結像装置は、イメージセンサ２とレンズ４とを備え、両
者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの焦点距
離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレーム３に
装着されているイメージ読取装置の結像装置において、
レンズ４とイメージセンサ２との間の位置でフレーム３
に締着した逆熱膨張部材２２のレンズ側端部で、前記レ
ンズ４が光軸方向に位置規制されており、上記逆熱膨張
部材２２が低熱膨張板２４と高熱膨張板２５とを貼り合
わせて、低熱膨張板２４側が凸となるように屈曲しかつ
その凹凸の方向を前記光軸方向としたバイメタル板であ
ることを特徴とするものである。

【００１５】請求項８ないし１２の発明に係るイメージ
読取装置の結像装置は、イメージセンサ２とレンズ４と
を備え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レン
ズの焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフ
レーム３に装着されているイメージ読取装置の結像装置
において、イメージセンサ２が両側部分でフレーム３に
締着された実装基板１の中央部に装着されており、高熱
膨張部材２５と低熱膨張部材２４との熱膨張差により、
上記実装基板１をその中央部がレンズ４側に向けて中凸
となるように湾曲させることを特徴とするものである。
具体的には、イメージセンサの実装基板１ａを低熱膨張
板２４と高熱膨張板２５とを貼り合わせたバイメタル構
造とし、高熱膨張板２５側をレンズ４に向けてフレーム
３に締着する。上記特徴を備えた他の具体的構造として
は、例えば実装基板１をその両側部分でフレーム３の締
結面３０に面接触した状態で締着し、実装基板１の熱膨
張率をフレーム３の熱膨張率よりも低くする構造、フレ
ームを熱膨張率の小さなメインフレーム７と熱膨張率の
大きいレンズフレーム３とで形成してレンズフレーム３
をイメージセンサ２の反レンズ４側の光軸直角方向の両
側の位置でメインフレーム７に固定する構造、上記と同
様な構造でレンズフレーム３をその中心部分の光軸方向
に離隔した位置でメインフレーム７に固定する構造など
を採用できる。

【００１６】ここで言う低熱膨張部材および高熱膨張部
材は、相対的なもので必ずしも熱膨張率の絶対値が低い
または高い部材であることを要しない。すなわち鉄を基
準とすればアルミニウムは高熱膨張部材であり、アルミ
ニウムを基準とすれば鉄は低熱膨張部材である。低熱膨
張部材としては、たとえば炭素鋼、鋳鉄、ガラスエポキ
シなどを挙げることができ、高熱膨張部材としてはアル
ミニウム、ポリエチレン、エポキシなどを挙げることが
できる。また本発明で言う極低熱膨張部材は、熱膨張率
の絶対値が極めて小さい部材を意味し、たとえばアンバ
（鉄ニッケル合金）などである。

【００１７】

【作用】高熱膨張部材１２や低熱膨張部材１９でレンズ
４やイメージセンサ２の光軸方向の位置を規制する請求
項１ないし４記載の発明は、フレーム３と高熱膨張部材
１２または低熱膨張部材１９の締着位置からレンズ４ま
たはイメージセンサ２までの距離の差と、フレーム３に
対する低または高熱膨張部材１９、１２の熱膨張の差と
の間に一定の相関関係を持たすことによって、温度上昇
に対するレンズ４とイメージセンサ２との距離の変動を
相殺して、常にレンズ４とイメージセンサ２との間隔が
一定となるようにしたものである。

【００１８】極低熱膨張部材２０を用いた請求項５の発
明は、レンズ４とイメージセンサ２との間隔を極低熱膨
張部材２０で規制することにより、温度変化によるレン
ズ４とイメージセンサ２との間隔の変動を極小にして、
温度変化による焦点位置の許容幅からの外れを防止した
ものである。

【００１９】逆熱膨張部材２２を用いる請求項６および
７記載の発明は、バイメタル構造の特殊な部材を用いる
ことにより、温度上昇時にスペーサとして介入された逆
熱膨張部材がレンズの光軸方向に縮む作用を利用して、
温度上昇によるフレーム３の延びと逆熱膨張部材２２の
収縮とを相殺させることにより、温度変化によるレンズ
４とイメージセンサ２との間隔の変動を防止したもので
ある。

【００２０】また請求項８ないし１２の発明は、フレー
ム３に両端部を支持したイメージセンサ実装基板１を温
度上昇時にレンズ４側に向けて撓ませることにより、フ
レーム３の延びを実装基板１の撓みによって相殺して、
レンズ４とイメージセンサ２との間隔が一定に保たれる
ようにしたものである。

【００２１】

【実施例】図１５および１６はイメージ読取装置のイメ
ージセンサ取付部分の構造例を示したもので、図１５に
示した構造は、実装基板１に固定したイメージセンサ２
を実装基板１の両側部分において、レンズフレーム３の
後端にネジ止めする構造である。レンズフレーム３は前
方（図の奥側）に円筒状の貫通孔を有しており、レンズ
４をこの貫通孔に嵌めこんで止めネジ５でその光軸方向
の位置を固定する。レンズフレーム３はネジ６でメイン
フレーム７にネジ止めされる。

【００２２】図１６に示したものは、メインフレーム７
に直接イメージセンサ２を搭載した実装基板１をネジ止
めする構造である。レンズ４は同じメインフレーム上の
イメージセンサ２の前方（図の奥側）に固定されるよう
になっており、原稿照明用の光源ランプ８や反射ミラー
９などもこのメインフレームに搭載されている。図のメ
インフレーム７は読取ユニットを原稿載置台となる透明
天板に沿って走行させる形式のイメージ読取装置のキャ
リアとなるものである。この明細書で単にフレームとい
うときは、レンズフレーム３またはメインフレーム７の
いずれであってもよいことを意味する。

【００２３】図１はこの発明の第１実施例を示したもの
である。図１はレンズフレーム３を用いたものの例で、
このレンズフレーム３の円筒孔１１にレンズ４が嵌装さ
れて止めネジ５で固定され、レンズフレーム３の後端に
固定した実装基板１を介してイメージセンサ２が装着さ
れている。そしてイメージセンサ２と実装基板１との間
に高熱膨張部材１２がスペーサとして介装されている。
レンズフレーム３は前述したネジ等によりメインフレー
ム７に固定される。レンズフレーム３は材料としてたと
えば炭素鋼（線膨張係数１０．７×１０^-6）を用い、高
熱膨張部材１２としてたとえばポリエチレン（線膨張係
数１００〜２００×１０^-6）を用いる。そしてレンズ４
の中心から実装基板１の装着位置までの長さをＡ、高熱
膨張部材１２の光軸方向の厚さをＢとしたときのＡとＢ
の比をＡα₁＝Ｂα₂を満足するように決める。ここで
α₁はレンズフレーム３の線膨張係数、α₂は高熱膨張
部材の線膨張係数である。前述した炭素鋼とポリエチレ
ンを用いた場合には、高熱膨張部材１２の厚さＢはレン
ズ４と実装基板との間の距離Ａの略１０分の１から２０
分の１となる。

【００２４】上記第１実施例は高熱膨張部材１２をイメ
ージセンサ２とその実装基板１との間に介装したもので
あるが、図２に示すように高熱膨張部材１２をフレーム
３に固定した部材（ネジ）１６と、センサ実装基板１と
の間に介装することもできる。図２の例ではレンズ４を
実装したレンズフレーム３の後端にネジ１６を装着し、
そのネジ頭とセンサ実装基板１との間に厚肉ワッシャ状
の高熱膨張部材１２を嵌装し、ネジ１６に軸方向移動自
在に装着した実装基板１をネジ１６に挿通したバネ１７
で高熱膨張部材１２に向けて押しつける構造としてい
る。この場合のイメージセンサ２はその実装基板１に直
接固定されている。

【００２５】この図１、２に示す実施例の構造において
は、装置の温度上昇によってフレーム３が熱膨張してレ
ンズ４とイメージセンサ２との間隔が開いた分を高熱膨
張部材１２の熱膨張によってイメージセンサ２をレンズ
４に向けて押し戻すようにして相殺し、温度変化による
レンズ４とイメージセンサ２との間隔の変化を防止して
いるのである。

【００２６】図３はこの発明の第３実施例を示したもの
で、請求項２の構造に対応する実施例である。図３のも
のはレンズフレーム３の後端にイメージセンサ２を直接
固定した実装基板１が固定されており、レンズ４はレン
ズフレームに光軸方向に移動自在かつバネ１８でイメー
ジセンサ２側に付勢して設けられている。そしてレンズ
４より反イメージセンサ側の位置で基端を固定した高熱
膨張部材１２のストッパによりレンズ４の後端を位置規
制している。すなわちレンズ４はバネ１８の付勢力によ
りその後端が常にストッパの先端で係止されて位置決め
される構造となっている。この場合のレンズフレーム３
の材質としてはたとえば鋳鉄（線膨張係数１０．５×１
０^-6）を用い、高熱膨張部材１２としてアルミニウム
（線膨張係数２３．６×１０^-6）を用いる。そして高熱
膨張部材１２の締着位置からイメージセンサまでの距離
をＡ、レンズの係止位置までの距離をＢ、フレームの熱
膨張係数をα₁、高熱膨張部材の線膨張係数をα₂とし
て、Ａα₁＝Ｂα₂となるようにＡとＢの距離の比を決
める。このようにすることにより装置の温度上昇によっ
て生じたフレーム３の延びを高熱膨張部材１２が延びる
ことによってレンズ４をイメージセンサ２側に相対的に
移動させることにより補償して、レンズ４とイメージセ
ンサ２との間隔が一定となるようにしているのである。

【００２７】図４はこの発明の第４実施例を示したもの
で、請求項４の構造に対応するものである。この図４の
構造は図３の構造と同様に、レンズ４をバネ１８でイメ
ージセンサ２側に付勢し、ストッパでレンズ４の後端の
位置を規制しているのであるが、ストッパとして低熱膨
張部材１９が用いられ、そのフレーム３への締着位置
は、イメージセンサ２の反レンズ側に設定されている。
イメージセンサ２はフレーム３の後端に固定した実装基
板１に直接固定されている。この図４の場合には材質と
してたとえばフレーム３はアルミニウム、低熱膨張部材
１９には鉄を用い、低熱膨張部材１９の締着位置からレ
ンズの後端までの距離をＡ、実装基板１の固定位置まで
の距離をＢ、フレームの線膨張係数をα₁、低熱膨張部
材の線膨張係数をα₂として、Ｂα₁＝Ａα₂を満足す
るように距離Ａ、Ｂを決めてやれば、フレーム３と低熱
膨張部材４との熱膨張の差により、フレーム３が熱膨張
したときにレンズ４がバネ１８の付勢力により相対的に
イメージセンサ２に接近する方向に移動させられ、レン
ズ４とイメージセンサ２との距離が一定に保たれる。

【００２８】図５に示す実施例は低熱膨張部材１９でイ
メージセンサ２側を相対移動させることにより、図４の
実施例と同様な作用でレンズ４とイメージセンサ２との
間隔を一定に保つ構造で、請求項３の構成に対応するも
のである。すなわちレンズ４は止めネジ５によりその光
軸方向位置をレンズフレーム３で規制されており、イメ
ージセンサ２の実装基板１はレンズ４の反イメージセン
サ側の位置でフレーム３に締着された低熱膨張部材１９
の先端に固定されている。そして低熱膨張部材１９の締
着位置から実装基板の固定位置までの距離をＡ、レンズ
４の固定位置までの距離をＢとして、Ｂα₁＝Ａα₂の
条件を満足するように距離Ａ、Ｂを決めることにより、
フレーム３と低熱膨張部材１９の熱膨張差により、温度
変化によるレンズ４とイメージセンサ２との変動を相殺
するのである。なお上式におけるα₁およびα₂は図４
の実施例と同様、フレーム３の線膨張係数および低熱膨
張部材の線膨張係数であり、フレーム３にはアルミニウ
ムを、低熱膨張部材１９には鉄を用いてやればよい。

【００２９】図６はこの発明の第６実施例を示したもの
で、請求項５に対応する構造である。図６の構造は図４
の構造と同様にレンズ４をバネ１８でイメージセンサ２
側に付勢し、その後端をストッパ２０で係止している
が、このストッパはイメージセンサ２の光軸方向の位置
と同一の位置でフレーム３に締着した極低熱膨張部材２
０で製作されている。極低熱膨張部材２０としてはたと
えば鉄６４％、ニッケル３６％の合金であるアンバ（線
膨張係数１．２×１０^-6）を用いる。この図６の構造
は、図４の構造の変形とも言えるもので、フレーム３と
極低熱膨張部材２０との線膨張係数の比が非常に大きい
ことから、図４に示すＢ寸法を近時的に０とすることが
できる構造である。

【００３０】図７は図６と同様な極低熱膨張部材２０を
用いた構造において、図４のＢ寸法を正確に設定できる
ようにした構造例を示したもので、極低熱膨張部材２０
はカラー状にしてレンズフレーム３に光軸方向移動自在
に嵌めこまれており、そのレンズ側端部でレンズ４の位
置を規制し、そのイメージセンサ側端部は調整ネジ２１
で光軸方向の位置を調整できるようになっている。すな
わちこの構造によればフレーム３と極低熱膨張部材２０
との熱膨張係数の比に相当する極低熱膨張部材２０の締
着位置とイメージセンサ２までの距離Ｂを正確に設定す
ることが可能になる。

【００３１】図８はこの発明の第８実施例を示したもの
で、請求項６の構成に対応する構造である。この構造で
のレンズ４はレンズフレーム３の定位置に固定されてお
り、イメージセンサの実装基板１はレンズフレーム３の
後端に皿バネ状のバイメタルワッシャ２２を介して装着
されている。すなわちレンズフレーム３の後端にネジ１
６が装着され、このネジ１６にレンズフレーム側からバ
イメタルワッシャ２２、センサ実装基板１、圧縮コイル
バネ１７およびバネ受け用の座金２３が挿通されて、実
装基板１はバネ１７の付勢力によりバイメタルワッシャ
２２に押しつけられた状態で装着されている。バイメタ
ルワッシャ２２は実装基板１側に位置する低熱膨張板２
４とレンズフレーム３側に位置する高熱膨張板２５とを
貼り合わせた構造で、低熱膨張板２４側が凸となるよう
に屈曲された構造となっている。このバイメタルワッシ
ャ２２は温度が上昇すると、凹側に位置する高熱膨張板
２５の膨張により偏平となる方向に変形し、逆熱膨張部
材として作用する。従ってレンズフレーム３の端面とセ
ンサ実装基板１との間の間隔Ｃは装置温度が高くなるほ
ど小さくなる。従ってこの距離Ｃの変化率をレンズフレ
ーム３のレンズ固定位置から後端までの距離Ｄの熱膨張
による変化率を相殺するように設定することにより、装
置温度が変化したときのレンズ４と実装基板１に装着し
たイメージセンサとの距離を一定に維持することが可能
となる。

【００３２】図９は請求項７に対応する構造で、図８と
同様なバイメタルワッシャ２２を用いてフレーム３にレ
ンズ４側を相対移動させるように装着した構造である。
すなわちフレーム３に光軸方向に移動自在に嵌装したレ
ンズ４とバネ８でバイメタルワッシャ２２に向けて付勢
している構造である。この構造のバイメタルワッシャ２
２も図８のバイメタルワッシャと同様に凸側に低熱膨張
板２４を、凹側に高熱膨張板２５を配置したもので、図
８の構造と同様な作用により、温度変化によるレンズ４
とイメージセンサ２との間隔の変化を防止することがで
きる。

【００３３】図１０および１１はこの発明の第１０実施
例の構造を示したもので、請求項８の構成に対応してい
る。この実施例ではレンズ４はレンズフレーム３の定位
置に固定され、イメージセンサ２はバイメタル構造の実
装基板１ａに装着されている。実装基板１ａは低熱膨張
板２４と高熱膨張板２５とを高熱膨張板２５がレンズ４
側になるようにして貼り合わせた構造で、その両側部分
を２本のエッジ部材２８、２８で挟んだ状態で局部的に
揺動可能にしてレンズフレーム３に定置されている。こ
の実施例の構造では装置の温度上昇によって実装基板１
ａがレンズ４側に凸となるように撓み、レンズフレーム
３の延びが実装基板１ａが撓んでイメージセンサ２をレ
ンズ４側に移動させることによって相殺され、レンズ４
とイメージセンサ２との距離が一定に保持される。

【００３４】図１２に示す実施例はセンサ実装基板１を
レンズフレーム３と実装基板１の線膨張係数の差により
レンズ４側に向けて撓ませるようにしたもので、レンズ
フレーム３としてアルミニウムを、実装基板１としてセ
ラミックス（線膨張係数約３．５×１０^-6）や、ガラス
エポキシ（線膨張係数約１０×１０^-6）などを用いる。
実装基板１はその両側部分をレンズフレーム３の後方外
側に向けて貼り出した締結面３０に面接触した状態で締
結されている。この構造においては、装置の熱膨張によ
りレンズフレーム３および実装基板１が膨張したとき、
その光軸直角方向の熱膨張の差により、実装基板１がレ
ンズフレーム３の後方に張り出した締結面３０を内側に
向けて引っ張り、これによって締結面３０に生ずる倒れ
が実装基板２９をレンズ４側に向けて撓ませ、イメージ
センサ２をレンズ４側に向けて移動させることにより、
レンズフレーム３の光軸方向の熱膨張を相殺するように
しているのである。

【００３５】センサ実装基板１をレンズ４側に撓ませる
構造として、上記の構造のほかレンズフレーム３とこの
レンズフレームを固定するメインフレーム７との熱膨張
差を利用する図１３または図１４に示す構造を採用する
こともできる。図１３に示す構造ではアルミニウム製の
レンズフレーム３を鉄製のメインフレームにイメージセ
ンサ２より後方で光軸直角方向に離隔した二つの位置３
１、３１で固定する構造を採用している。この構造によ
れば温度が上昇したとき、レンズフレーム３の光軸直角
方向の膨張がネジ３２、３２の位置でメインフレーム７
によって規制され、そのために実装基板１を固定した締
結面３０が内側へ倒れるように変形させられる。そして
この変形が実装基板１に伝達され、実装基板１が中凸状
に撓んでイメージセンサ２をレンズフレーム３側に移動
させて、レンズフレーム３の光軸方向の熱膨張を相殺す
るのである。

【００３６】また図１４に示した構造は同様にアルミニ
ウム製のレンズフレーム３を鉄製のメインフレームに光
軸方向に離隔した２箇所の位置でネジ３２、３２により
固定しており、装置温度が上昇したときのレンズフレー
ム３の光軸方向の熱膨張がネジ３２、３２による固定部
分においてメインフレームにより規制され、そのために
自由に延びる両側部分と延びを規制された中心部分との
延びの差によって実装基板を固定した締結面３０が内側
へ倒れるように変形し、この倒れによって実装基板１が
レンズ４側に向けて撓み、イメージセンサ２をレンズ４
側に向けて移動させて、温度上昇によるレンズフレーム
３の延びを相殺するのである。

【００３７】

【発明の効果】以上説明した本発明の各構造によれば、
装置の温度上昇に伴うフレームの熱膨張によるレンズと
イメージセンサとの間隔の変化が低熱膨張部材、高熱膨
張部材、極低熱膨張部材、逆熱膨張部材あるいは実装基
板の撓みによって相殺されて、装置の温度変化に係わら
ずレンズとイメージセンサの間隔を一定に維持すること
ができ、白色光と赤外光とを用いるイメージ読取装置に
おいても、装置の温度変化に係わりなく読取イメージの
鮮明度を維持することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の断面側面図

【図２】第２実施例の断面平面図

【図３】第３実施例の断面側面図

【図４】第４実施例の断面側面図

【図５】第５実施例の断面側面図

【図６】第６実施例の断面側面図

【図７】第７実施例の断面側面図

【図８】第８実施例の側面図

【図９】第９実施例の断面側面図

【図１０】第１０実施例の断面平面図

【図１１】第１０実施例の実装基板取付部の斜視図

【図１２】第１１実施例の断面平面図

【図１３】第１２実施例の断面平面図

【図１４】第１３実施例の断面平面図

【図１５】結像部分のフレーム構造の第１例を示す斜視
図

【図１６】結像部分のフレーム構造の第２例を示す斜視
図

【符号の説明】

２イメージセンサ３レンズフレーム４レンズ７メインフレーム 12 高熱膨張部材 19 低熱膨張部材 22 バイメタルワッシャ 24 低熱膨張板 25 高熱膨張板 30 締結面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者松田安弘石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者山崎信久石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (72)発明者砂崎友宏石川県河北郡宇ノ気町字宇野気ヌ98番地の２株式会社ピーエフユー内 (56)参考文献特開平４−104211（ＪＰ，Ａ) 特開平６−90325（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 1/024 - 1/036

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】イメージセンサ(2)とレンズ(4)とを備
え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの
焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレー
ム(3)に装着されているイメージ読取装置の結像装置に
おいて、前記イメージセンサが当該イメージセンサの装
着位置より反レンズ側で前記フレームに締着した介装部
材(12)のレンズ側端部で光軸方向に位置規制されてお
り、当該介装部材は前記フレームの熱膨張率より高い熱
膨張率を有していること特徴とする、イメージ読取装置
の結像装置。
【請求項２】イメージセンサ(2)とレンズ(4)とを備
え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの
焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレー
ム(3)に装着されているイメージ読取装置の結像装置に
おいて、前記レンズが当該レンズの装着位置より反イメ
ージセンサ側で前記フレームに締着した介装部材のイメ
ージセンサ側端部で光軸方向に位置規制されており、当
該介装部材は前記フレームの熱膨張率より高い熱膨張率
を有していることを特徴とする、イメージ読取装置の結
像装置。
【請求項３】イメージセンサ(2)とレンズ(4)とを備
え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの
焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレー
ム(3)に装着されているイメージ読取装置の結像装置に
おいて、前記イメージセンサが前記レンズの装着位置よ
り反イメージセンサ側で前記フレームに締着した介装部
材(19)のイメージセンサ側端部で光軸方向に位置規制さ
れており、当該介装部材は前記フレームの熱膨張率より
低い熱膨張率を有していることを特徴とする、イメージ
読取装置の結像装置。
【請求項４】イメージセンサ(2)とレンズ(4)とを備
え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの
焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレー
ム(3)に装着されているイメージ読取装置の結像装置に
おいて、前記レンズが前記イメージセンサの装着位置よ
り反レンズ側で前記フレームに締着した介装部材(19)の
レンズ側端部で光軸方向に位置規制されており、当該介
装部材は前記フレームの熱膨張率より低い熱膨張率を有
していることを特徴とする、イメージ読取装置の結像装
置。
【請求項５】イメージセンサ(2)とレンズ(4)とを備
え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの
焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレー
ム(3)に装着されているイメージ読取装置の結像装置に
おいて、前記レンズが前記フレームに光軸方向に移動自
在に設けられ、当該レンズをイメージセンサ側に付勢す
るバネ(18)が設けられ、前記イメージセンサの装着位置
で前記フレームに締着した介装部材(20)のレンズ側端部
に前記バネの付勢力により前記レンズが押接されてお
り、前記介装部材は炭素鋼の略１／１０の線膨張係数を
有する部材であることを特徴とする、イメージ読取装置
の結像装置。
【請求項６】イメージセンサ(2)とレンズ(4)とを備
え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの
焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレー
ム(3)に装着されているイメージ読取装置の結像装置に
おいて、前記レンズ(4)とイメージセンサ(2)との間の位
置で前記フレーム(3)に締着した逆熱膨張部材(22)のイ
メージセンサ側端部で、前記イメージセンサ(2)が光軸
方向に位置規制されており、前記逆熱膨張部材は低熱膨
張板(24)と高熱膨張板(25)とを貼り合わせて低熱膨張板
側が凸となるように屈曲しかつその凹凸の方向を前記光
軸方向としたバイメタル板であることを特徴とする、イ
メージ読取装置の結像装置。
【請求項７】イメージセンサ(2)とレンズ(4)とを備
え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの
焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレー
ム(3)に装着されているイメージ読取装置の結像装置に
おいて、前記レンズ(4) とイメージセンサ(2) との間の
位置でフレーム(3) に締着した逆熱膨張部材(22)のレン
ズ側端部で、前記レンズ(4) が光軸方向に位置規制され
ており、上記逆熱膨張部材(22) は低熱膨張板(24)と高
熱膨張板(25)とを貼り合わせて、低熱膨張板(24)側が凸
となるように屈曲しかつその凹凸の方向を前記光軸方向
としたバイメタル板であることを特徴とする、イメージ
読取装置の結像装置。
【請求項８】イメージセンサ(2)とレンズ(4)とを備
え、両者が光軸を一致させかつ光軸方向に当該レンズの
焦点距離に対応する距離を隔てた相対位置関係でフレー
ム(3)に装着されているイメージ読取装置の結像装置に
おいて、イメージセンサ(2) が両側部分でフレーム(3)
に締着された実装基板(1) の中央部に装着されており、
高熱膨張部材(25)と低熱膨張部材(24)との熱膨張差によ
り、上記実装基板(1) をその中央部がレンズ(4) 側に向
けて中凸となるように湾曲させることを特徴とする、イ
メージ読取装置の結像装置。